Xu Hướng Biến Đổi Tính Chất Nguyên Tử Trong Chu Kì & Nhóm
Cấu hình electron · bán kính nguyên tử · độ âm điện · tính kim loại & tính phi kim
Các nguyên tố cùng một nhóm A có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau (bằng số thứ tự nhóm, trừ He). Chính sự giống nhau về electron hoá trị dẫn đến tính chất hoá học tương tự giữa các nguyên tố trong cùng nhóm.
▸ Đại lượng biến đổi tuần hoàn vs không biến đổi tuần hoàn
| Biến đổi tuần hoàn theo $Z$ | KHÔNG biến đổi tuần hoàn |
|---|---|
| Cấu hình electron hoá trị | Nguyên tử khối (chỉ tăng dần) |
| Số electron lớp ngoài cùng | Tổng số electron của nguyên tử (chỉ tăng dần) |
Các nguyên tố nhóm IA (kim loại kiềm) đều có 1 electron lớp ngoài cùng:
• Li ($Z = 3$): $1s^2\,\mathbf{2s^1}$
• Na ($Z = 11$): $\ldots\,\mathbf{3s^1}$
• K ($Z = 19$): $\ldots\,\mathbf{4s^1}$
• Rb, Cs cũng đều có $\ldots\,ns^1$.
$\Rightarrow$ Chính sự giống nhau này khiến chúng có tính chất hoá học tương tự (đều là kim loại kiềm).
Bán kính nguyên tử phụ thuộc vào lực hút giữa hạt nhân với electron lớp ngoài cùng:
- Lực hút tăng → bán kính giảm.
- Lực hút giảm → bán kính tăng.
▸ Xu hướng biến đổi
| Trong chu kì (theo $\to$) | Trong nhóm A (theo $\downarrow$) | |
|---|---|---|
| Điện tích hạt nhân | Tăng dần | Tăng dần |
| Số lớp electron | Không đổi | Tăng dần |
| Lực hút | Tăng | Giảm (lớp tăng chiếm ưu thế) |
| Bán kính | GIẢM | TĂNG |
• Trong chu kì: Cùng số lớp $e$, nhưng $Z$ tăng → lực hút mạnh hơn → $e$ ngoài cùng bị kéo gần hạt nhân hơn → bán kính giảm.
• Trong nhóm A: Tuy $Z$ tăng nhưng số lớp $e$ cũng tăng — hiệu ứng tăng lớp chiếm ưu thế → $e$ ngoài cùng ở xa hạt nhân hơn → bán kính tăng.
a) So sánh Li ($Z = 3$) và K ($Z = 19$): cùng nhóm IA, K ở dưới Li → $r_{\text{K}} > r_{\text{Li}}$ (vì K có nhiều lớp electron hơn).
b) So sánh Ca ($Z = 20$) và Se ($Z = 34$): cùng chu kì 4, $Z_{\text{Se}} > Z_{\text{Ca}}$ → $r_{\text{Ca}} > r_{\text{Se}}$ (vì lực hút lên Se mạnh hơn).
- Độ âm điện lớn → nguyên tử dễ nhận electron.
- Độ âm điện nhỏ → nguyên tử dễ nhường electron.
Giá trị độ âm điện thường dùng theo thang Pauling (1932).
▸ Xu hướng biến đổi
| Trong chu kì (theo $\to$) | Trong nhóm A (theo $\downarrow$) | |
|---|---|---|
| Bán kính | Giảm | Tăng |
| Lực hút electron | Tăng | Giảm |
| Độ âm điện $\chi$ | TĂNG | GIẢM |
Cho 3 nguyên tố cùng chu kì 3: Na ($Z=11$), Al ($Z=13$), Cl ($Z=17$).
Càng dễ nhường $e$ → tính kim loại càng mạnh. Càng dễ nhận $e$ → tính phi kim càng mạnh.
▸ Xu hướng biến đổi
| Trong chu kì (theo $\to$) | Trong nhóm A (theo $\downarrow$) | |
|---|---|---|
| Bán kính | Giảm | Tăng |
| Khả năng nhường $e$ | Giảm | Tăng |
| Khả năng nhận $e$ | Tăng | Giảm |
| Tính kim loại | GIẢM | TĂNG |
| Tính phi kim | TĂNG | GIẢM |
• Trong chu kì: bán kính giảm → lực hút tăng → $e$ ngoài cùng bị giữ chặt → khó nhường (kim loại giảm), dễ nhận (phi kim tăng).
• Trong nhóm A: bán kính tăng → lực hút giảm → dễ nhường (kim loại tăng), khó nhận (phi kim giảm).
• Nhóm IA (Li $\to$ Na $\to$ K $\to$ Rb $\to$ Cs): tính kim loại tăng dần ⇒ Cs là kim loại mạnh nhất nhóm.
• Nhóm VIIA (F $\to$ Cl $\to$ Br $\to$ I): tính phi kim giảm dần ⇒ F là phi kim mạnh nhất nhóm (cũng là phi kim mạnh nhất BTH).
Bảng tóm tắt 4 đại lượng quan trọng nhất:
| Tính chất | Trong chu kì ($\to$) | Trong nhóm A ($\downarrow$) |
|---|---|---|
| Bán kính nguyên tử | Giảm ↓ | Tăng ↑ |
| Độ âm điện | Tăng ↑ | Giảm ↓ |
| Tính kim loại | Giảm ↓ | Tăng ↑ |
| Tính phi kim | Tăng ↑ | Giảm ↓ |
Nhóm A: tăng ↑
Nhóm A: tăng ↑
Nhóm A: giảm ↓
Nhóm A: giảm ↓
Để xem lý thuyết đầy đủ với hình ảnh minh hoạ bán kính, độ âm điện, sơ đồ tư duy, các dạng bài tập mở rộng (so sánh bán kính ion, dùng nguyên tố trung gian…) và bảng sai lầm thường gặp, hãy đọc bài viết bên dưới:
Định nghĩa, công thức, các dạng bài tập đầy đủ kèm phương pháp giải, sơ đồ tư duy và sai lầm thường gặp.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 23 câu bám sát chương trình SGK Hoá Học 10!
Cùng luyện Bài 6 – Xu hướng biến đổi tính chất!
23 câu: 18 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
Tuyệt vời!
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ